BRPI0714068B1 - Máquina de combustão interna - Google Patents

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Abstract

máquina de combustão interna. a presente invenção refere-se à máquina de combustão interna com, pelo menos, um cilindro de êmbolo (1) com uma carcaça (3) que envolve injetores de gás duplos (2), com duas aberturas de admissão (4) para a alimentação separada de gás hidrogênio e gás oxigênio para a câmara de combustão (5) do cilindro de êmbolo (1), com duas válvulas de admissão (6) elétricas, controladas por pressão e por tempo, e agulhas de bocal (7) coordenadas, sendo que, para a expulsão do produto de combustão, a câmara de combustão (5) apresenta uma abertura de descarga (15), e um catalisador de termólise (20) forma o revestimento da câmara de combustão, o qual apresenta dois cilindros ocos (25, 26) distanciados um do outro, e dispostos concêntricos, envolvendo uma câmara intermediária (27), sendo que, as paredes dos cilindros ocos (25, 26) que limitam a câmara intermediária (27) estão providas de um revestimento de metal (28) para a dissipação do calor de combustão, que solicita o cilindro oco (25) e sendo que, o cilindro oco (26) externo está provido de uma abertura de admissão (29) para a alimentação de água, de uma abertura de descarga (30) para a descarga de gás oxídrico, e de um sensor de temperatura (31) para o controle da alimentação de água.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA.
A presente invenção refere-se a uma máquina de combustão interna com, pelo menos, um cilindro do embolo.
Em máquinas de combustão interna, em virtude da combustão de portadores de energia fósseis, biológicos, sólidos ou em forma de gás na câmara de combustão do cilindro, são formados poluentes, como por exemplo, óxido nítrico (NO), dióxido de carbono (CO2), partículas de fuligem ou de pó, que poluem o meio-ambiente.
Por isto, a invenção tem como objetivo evitar essa desvantagem e criar uma máquina de combustão interna, que possibilite uma operação o mais possível compatível com o meio-ambiente. A máquina de combustão interna é caracterizada pelo fato de que, ela apresenta uma carcaça que envolve injetores de gás duplos com duas aberturas de admissão para a alimentação separada de gás hidrogênio e gás oxigênio para a câmara de combustão do cilindro de êmbolo, sendo que, a carcaça está equipada com duas válvulas de admissão elétricas, controladas por pressão e por tempo, e agulhas de bocal coordenadas, pelo fato de que, para a expulsão do produto de combustão a câmara de combustão apresenta uma abertura de exaustão, e pelo fato de que, um catalisador de termólise forma o revestimento da câmara de combustão, o qual apresenta dois cilindros ocos distanciados um do outro, e dispostos concêntricos, envolvendo uma câmara intermediária, sendo que, as paredes dos cilindros ocos que limitam a câmara intermediária estão providas de um revestimento de metal para a dissipação do calor de combustão, que solicita o cilindro oco e sendo que, o cilindro oco externo está provido de uma abertura de admissão para a alimentação de água, de uma abertura de exaustão para o fornecimento de gás oxídrico, e de um sensor de temperatura para o controle da alimentação de água.
De preferência, a abertura de exaustão da câmara de combustão pode ser fechada com uma válvula de mola controlada por um eixo excêntrico com atuação dupla.
De acordo com uma outra característica da invenção, as duas válvulas de admissão da carcaça apresentam, respectivamente, uma bobina, um induzido e uma mola de pressão.
De acordo com uma outra característica da invenção, a válvula de mola está aberta nas posições do êmbolo do ponto morto inferior até pouco antes do ponto morto superior com aproximadamente 160 graus.
A seguir, a invenção será esclarecida em detalhes em um exemplo de execução com referência aos desenhos. São mostrados: na fig. 1 uma representação esquemática em corte de uma parte da máquina de combustão interna de acordo com a invenção com injetores de gás duplos e um catalisador de termólise, na fig. 2, esquematicamente no detalhe, os injetores de gás duplos e na fig. 3, a representação esquemática de uma máquina de combustão interna completa.
De acordo com as figuras 1 e 2, a máquina de combustão interna de acordo com a invenção apresenta, pelo menos, um cilindro do êmbolo 1 e uma carcaça 3 que envolve injetores de gás duplos 2, com duas aberturas de admissão 4 para a alimentação separada dos portadores de energia gás hidrogênio (H2) e gás oxigênio (O2) na proporção de 2 : 1 na câmara de combustão 5, sendo que, duas válvulas de admissão 6 elétricas, controladas por pressão e por tempo, controlam de modo preciso a alimentação dos portadores de energia através de duas agulhas de bocal 7 dispostas distanciadas na carcaça 3, de acordo com as exigências de operação. As duas válvulas de admissão 6 abrangem, respectivamente, uma bobina 8, um induzido 9 e uma mola de pressão 10.
A máquina de combustão interna de acordo com a invenção não apresenta nenhuma abertura de admissão de ar, uma vez que, para a reação do gás oxigênio com o gás hidrogênio não é necessária nenhuma alimentação de ar.
Uma vez que, durante o processo de partida não existe nenhum impulso, o eixo de manivelas 11 representado na fig. 3 é acionado através de um dispositivo de partida elétrico, não mostrado, sendo que, em uma posição do êmbolo um pouco antes do ponto morto superior os injetores de gás duplos 2 introduzem gás hidrogênio e gás oxigênio na área de ms na câmara de combustão 5 do cilindro 1. Na fase de partida a frio a mistura de gases de hidrogênio e oxigênio introduzida na proporção de 2 : 1 (gás oxídrico) é posta para queimar através de ignição externa, por exemplo, através de uma centelha de ignição ou de uma barra incandescente. Após atingir uma temperatura constante na câmara de combustão de aproximadamente 700 graus C, a ignição externa é desligada e a auto-ignição é adaptada a uma posição do êmbolo especificada. No ciclo de trabalho em seguida a mistura de gases queima a uma temperatura de até 3000 graus C e resultam moléculas de água, sendo que, a elevação de pressão e de volume resultante da mistura de gases movimenta o êmbolo 12 para o ponto morto inferior do cilindro 1. O volante 13 ligado com o eixo de manivelas 11 conduz o êmbolo 12 para o ponto morto superior, sendo que, nas posições do êmbolo do ponto morto inferior até pouco antes do ponto morto superior, com aproximadamente 160 graus, é aberta uma abertura de descarga 15 disposta no cabeçote do cilindro 14 por meio de uma válvula de mola 17 controlada por um eixo excêntrico 16 de duplo efeito e as moléculas de água são conduzidas a um tanque de água de descarga de gás 18. As moléculas de água coletadas no tanque de água de gás de descarga 18 são conduzidas a um tanque de água limpa 19 e, em seguida, são conduzidas a um catalisador de termólise 20, que forma o revestimento da câmara de combustão da máquina de combustão interna, o qual decompõe termicamente as moléculas de água em gás hidrogênio e gás oxigênio. A mistura de gases formada é conduzida para um dispositivo de água de resfriamento 21, pelo que um pouco de vapor de água existente é condensado para formar água. Em seguida, a mistura pura de gases de hidrogênio/ oxigênio é conduzida a um dispositivo de separação de gases 22 que separa o gás hidrogênio do gás oxigênio. Em seguida, os gases separados são comprimidos em um compressor de alta pressão 23, e são armazenados em dispositivos de armazenamento 24 a fim de serem conduzidos novamente à máquina de combustão interna como portadores de energia.
O catalisador de termólise 20 apresenta dois cilindros ocos 25 e 26 concêntricos dispostos distanciados um do outro, de preferência, de 1 a 2 mm horizontalmente, que envolvem uma câmara intermediária 27 que está provida de um revestimento de metal 28, de preferência, de platina, de paládio, de irídio, de ósmio, de ródio ou similar. O cilindro oco externo 26 está provido de uma abertura de admissão 29, que se estende radialmente próxima de sua superfície de base, para a alimentação de água, e de uma abertura de descarga 30 que se estende radialmente próxima de sua superfície da tampa, para a descarga de gás oxídrico ao dispositivo de água de resfriamento 21. O calor formado em conseqüência da combustão dos portadores de energia na câmara de combustão 5 do cilindro oco interno 25, no caso de um revestimento de metal 28 formado de platina do cilindro oco interno 25, aquece este revestimento a uma temperatura de cerca de 1200°C, e transforma-o em um estado incandescente. A água que flui através da abertura de admissão 29 na câmara intermediária 27 é transportada através dos cilindros ocos 25 e 26 bastante aquecidos diretamente mediante a formação de vapor de água superaquecido (2H2O), sendo que, em virtude do efeito de troca do vapor de água com o revestimento de platina 28, as moléculas de vapor de água superaquecidas são termicamente decompostas em gás oxídrico (2H2 + O2), em uma mistura de hidrogênio (2H2) em forma de gás e oxigênio (O2) na proporção volumétrica de H : O = 2 : 1. Através de um sensor de temperatura 31 disposto antes da abertura de descarga 30, a alimentação de água é controlada, de tal modo que, o vapor de água superaquecido produzido mantém a temperatura do revestimento de platina 28 incandescente constante a uma temperatura ideal de cerca de 1200°C.
A máquina de combustão interna de acordo com a invenção pode ser operada em quatro tempos, bem como, em dois tempos, uma vez que, não é necessário nenhum tempo de aspiração e de compressão. Por isto, o ângulo de ignição por cilindro durante a operação pode ser mudado de 720 graus para 360 graus, pelo que é possível uma elevação da potência da máquina de combustão interna sem atraso.
A vantagem da invenção é que não surgem poluentes como, por exemplo, óxido de nitrogênio (NOX), dióxido de carbono (CO2), partículas de fuligem ou de pó, com isto o meio-ambiente não fica poluído.
Compreende-se que a forma de execução descrita pode ser variada várias vezes no âmbito da idéia generalizada da invenção. Por exemplo, como máquina de combustão interna pode ser prevista uma máquina de êmbolo circular.
REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Máquina de combustão interna com, pelo menos, um cilindro de êmbolo caracterizada pelo fato de que ela apresenta uma carcaça (3), que envolve injetores de gás duplos (2), com duas aberturas de admissão (4) para a alimentação separada de gás hidrogênio e gás oxigênio para a câmara de combustão (5) do cilindro de êmbolo (1), sendo que, a carcaça (3) está equipada com duas válvulas de admissão (6) elétricas, controladas por pressão e por tempo, e agulhas de bocal (7) coordenadas, pelo fato de que, para a expulsão do produto de combustão, a câmara de combustão (5) apresenta uma abertura de exaustão (15), e pelo fato de que, um catalisador de termólise (20) forma o revestimento da câmara de combustão, o qual apresenta dois cilindros ocos (25, 26) distanciados um do outro, e dispostos concêntricos, envolvendo uma câmara intermediária (27), sendo que, as paredes dos cilindros ocos (25, 26) que limitam a câmara intermediária (27) estão providas de um revestimento de metal (28) para a dissipação do calor de combustão, que solicita o cilindro oco (25) e, sendo que, o cilindro oco (26) externo está provido de uma abertura de admissão (29) para a alimentação de água, de uma abertura de descarga (30) para a descarga de gás oxídrico, e de um sensor de temperatura (31) para o controle da alimentação de água.
2. Máquina de combustão interna de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a abertura de exaustão (15) da câmara de combustão pode ser fechada com uma válvula de mola (17) controlada por um eixo excêntrico (16) com atuação dupla.
3. Máquina de combustão interna de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as válvulas de admissão (6) da carcaça (3) apresentam, respectivamente, uma bobina (8), um induzido (9) e uma mola de pressão (10).
4. Máquina de combustão interna de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a válvula de mola (17) está aberta nas posições do êmbolo do ponto morto inferior até pouco antes do ponto morto superior com aproximadamente 160 graus.
Petição 870180153631, de 22/11/2018, pág. 4/8
5. Máquina de combustão interna de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que ela é executada isenta de aberturas de admissão de ar.
6. Máquina de combustão interna de acordo com qualquer uma
5 das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que ela é executada para a operação de quatro tempos ou dois tempos, com um ângulo de ignição de 720 graus ou 320 graus por cilindro.
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